[发明专利]一种热可逆交联聚苯乙烯的一步熔融生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热可逆交联聚苯乙烯的一步熔融生产方法。即，在复合碱催化作用下，以自由基引发剂，不饱和羧酸酐为接枝剂及多元醇为交联剂，与聚苯乙烯一起加入双螺杆挤出机中，通过一步熔融反应法（挤出反应法）使聚苯乙烯接枝羧酸后，再用多元醇进行交联，生产热可逆交联聚苯乙烯。

该产品特别适用于包装容器、日用品及电器/电子等行业。

背景技术

聚苯乙烯（PS）是一种热塑性树脂，具有优良的绝热、绝缘、透明性特性，且价格低廉且易加工成型，因此得以广泛应用于包装容器、日用品及电器/电子等行业。

聚苯乙烯有主要缺点是性脆、形变可恢复性差及耐热性低。目前主要是通过橡胶改性，如：高抗冲聚苯乙烯（HIPS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）等。但其生产方法较为麻烦，需要大工业生产装置。

另一方面，聚合物通过交联，可显著地提高了热稳定性、力学性能、形变可恢复性。但交联的不可逆性，使材料无法循环再利用。

1969年，杜邦公司的James Craven M等人公开了“带有可交联的马来酰亚胺基团的缩聚物生产热可逆交联聚合物”（US 3435003），其用具有四氢呋喃基团的饱和碳氢主链聚合物，以双马来酰亚胺为交联剂，利用室温环戊二烯（CPD）的Diels-A lder环化加成二聚及高温时双环戊二烯（DCPD）的解二聚特性，将CPD引入高分子链，制备了热可逆交联的聚合物。

1975年，J. C. Decroix等人发表了“具有功能载体酸酐的热可逆交联共聚物的研究”（J. Polym. Sci. Polym. Symp. 1975, 52(1): 299-309.）。即，乙烯-马来酸酐共聚物在氨基醇与多元醇存在的条件下，可实现热可逆交联。

1994年，三河泰広等人公开了“树脂組成物及其成形体”（特開平6-57062）。其以多元醇为交联剂，不饱和羧酸无水物接枝聚烯烃（乙烯、丙烯、丁烯、己烯、戊烯等烯烃的均聚物或者这些烯烃的两种以上的共聚物，或者这些烯烃作为主要成分的醋酸乙烯、丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸脂，甲基丙烯酸酯等2元或多元共聚物。即，高/低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-1-丁烯共聚物，丙烯-1-丁烯共聚物，乙烯-丙烯酸酯共聚物，乙烯-马来酸酐-丙烯酸酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸共聚物锌盐。）

1972年，Robert L Z等人公开了“化学加成反应的交联成品的制造”（US 3678016）。其在马来酸酐-苯乙烯的共聚物中加入二元醇制备了热可逆交联的共聚物。

上述生产方法均较为麻烦，需要大规模工业生产。

但提供了新的思路，本发明将聚苯乙烯接枝后，利用酯化反应的可逆性，用二元醇酯化制备了热可逆交联的聚苯乙烯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热可逆交联聚苯乙烯的一步熔融生产方法。其是在复合碱催化作用下，以自由基引发剂、不饱和羧酸酐为接枝剂及多元醇为交联剂，与聚苯乙烯一起加入双螺杆挤出机中，通过一步熔融反应法（挤出反应法）使聚苯乙烯接枝羧酸后，再用多元醇进行交联，生产热可逆交联聚苯乙烯。

即，由下列组成按质量份数经优化配合、挤出加工而成：聚苯乙烯用量100份；不饱和羧酸酐1～20份；自由基引发剂0.2～8份；多元醇0.2～20份；复合碱适量。先将聚苯乙烯、不饱和羧酸酐和自由基引发剂按比例在高速混合机中混合均应，然后将混合物、多元醇和复合碱依次加入到双螺杆挤出机中挤出制得产品。

本发明的所制得的热可逆交联聚苯乙烯具有优异的热可逆交联性、物理机械性能及较高的热稳定性等优点。产品拉伸强度达到了54MPa以上，比未交联的聚苯乙烯提高了18%以上；断裂伸长率达65%以上，提高了108%以上；冲击强度达0.94KJ/m²以上，提高了45%以上。

该产品适用于包装容器、日用品及电器/电子等行业。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

首先，将聚苯乙烯、不饱和羧酸酐和自由基引发剂按比例在高速混合机中混合均应；然后，再将上步的混合物和多元醇及复合碱依次加入到双螺杆挤出机中挤出制得产品。产品经纯化后，停放10h后，用注塑机注塑制成试样片，测定其力学性能、耐热性和交联程度及热可逆性。

本发明的优点与效果是：

在复合碱催化作用下，以自由基引发剂，不饱和羧酸酐为接枝剂，多元醇为交联剂，通过一步熔融反应法（挤出反应法）使聚苯乙烯接枝羧酸后，再用多元醇进行交联，生产热塑性交联聚苯乙烯。